Fossielen kunnen worden ingedeeld in vijf typen, op basis van hun conserveringsproces. Wanneer een organisme wordt begraven door sediment, kan het een fossiel achterlaten als het sediment in steen wordt veranderd. De indrukken die door organismen in de rotsen achterblijven, zijn geen origineel materiaal zoals weefsel en skelet van het schepsel. Het organische materiaal wordt vervangen, getransformeerd of opgelost over geologische tijd.

Permineralisatie

Nadat een organisme begraven is, kunnen de lege ruimtes binnengedrongen worden door grondwater. Als het water rijk aan mineralen is, zullen ze precipiteren of kristalliseren in dezelfde vorm als het organisme. De kristallen vullen en vervangen het organisme, dat oplost. Als het organisme langzaam wegsterft, kunnen er meer kristallen worden gevormd, wat een hoger detailniveau oplevert.

Mallen en gietvormen

Vaak wordt het organisme na verloop van tijd volledig verwijderd door ontbinding of verval. De holtes die ontstaan ​​wanneer het organisme verdwijnt, kunnen worden gevuld met sediment. Als het organisme eenmaal verdwenen is, blijft alleen een indruk achter in de rots. Als een fossiel een negatieve afdruk is van de buitenkant van een organisme, wordt er een mal gevormd. Als het organisme wordt opgevuld door sediment, is het een gietvorm.

Herkristallisatie

Als organisch materiaal niet wordt verwijderd, kan het worden gewijzigd om onderdeel te worden van het fossiel. De hitte en druk van begraving in sediment kan de structuur van het oorspronkelijke materiaal van het organisme veranderen. Calcium in botten kan herkristalliseren tot calciet of aragoniet. De verbindingen in een organisme die worden herkristalliseerd, worden opnieuw gerangschikt om nieuwe mineralen te vormen. Herkristallisatie komt het vaakst voor in botten of schelpen met een hoog calciumgehalte.

Carbonisatie

Levende dingen bevatten grote hoeveelheden koolstof. Wanneer ze begraven en samengeperst worden, kunnen ze in donkerzwarte vormen van het oorspronkelijke organisme veranderen. Intense hitte en druk vervormen het fossiel en vervormen het. Met voldoende warmte en druk wordt steenkool gevormd. Bladfossielen van planten worden niet-vervormd maar verkoold gevonden omdat ze plat liggen en tweedimensionaal zijn. Materiaal wordt niet verwijderd door carbonisatie, maar veranderd.

Bioimmuratie

Levensvormen groeien soms over elkaar heen. Het mariene leven zoals koraal creëert verweven structuren die vaak andere stukken koraal of zeespons consumeren of omringen. Schimmels of holtes kunnen achterblijven in de fossiele overblijfselen van koraal, die zelf afzonderlijke fossielen zijn. Een organisme zonder een harde schaal zal lege ruimtes achterlaten in het grotere wezen eromheen.